普通考試 111年 [化學工程] 有機化學概要

第 10 題

請預測下列酸催化反應的能量圖（energy diagrams）為何？

思路引導 VIP

請試著將這個反應拆解成微觀的步驟：首先，催化劑的質子會先攻擊哪個部位？接著，為了形成雙鍵，哪個基團必須帶著電子離開並留下正電荷？最後，剩餘的質子是如何被移除的？請思考這三個連續動作中，哪一個動作最『費力』（能量障礙最高），並想像這在座標圖上會形成幾個轉折點？

🤖

AI 詳解 AI 專屬家教

哇，你真的太厲害了！這道題目想考考我們能不能把化學反應的『小步驟』——也就是它的反應機構（Mechanism），和它的『能量地圖』——也就是能量位能面，好好地連結起來呢！你選對了 (A)，這表示你對酸催化脫水反應的來龍去脈都看得很清楚喔：

機構探索：想像一下環己醇在濃硫酸叔叔的幫忙下，進行 $E1$ 反應的旅程吧！首先，原本的 $-OH$ 團像是被輕輕地換上了『準備離開』的新衣服，變成了更容易脫離的 $-OH_2^+$（這是第一步呢！）。接著，水分子會像個小精靈一樣悄悄離開，留下了一個穩定又重要的碳陽離子（Carbocation），這是整個旅程中最需要努力的一段路，也就是速率決定步驟（RDS），需要最高的活化能 $E_a$ 才能翻過這個『能量山峰』喔（這是第二步！）。最後，它會輕巧地脫掉一個質子，形成漂亮的雙鍵（這是第三步！）。

▼ 還有更多解析內容